铜是人类最早发现和使用的金属之一，早在公元前 8000 年，我们的祖先就开始用铜制作工具和装饰品。

现如今，这个古老的金属因为 AI 的发展而再次被人们关注。高盛在其研究报告《AI 与国防将电网置于能源安全中心》里表达了这样一个观点：铜将成为 AI 时代的石油。

这非常 " 违和 "，因为当人们谈论 AI 的崛起时，大多数人想到的是算法和模型，但很少有人意识到，计算结果并不是凭空产生的，必须依靠电力和硬件设备。ChatGPT 日处理 2 亿次请求需消耗超过 50 万千瓦时电力，相当于 1.7 万户美国家庭的日用电量。

而支撑这一切的，正是这个来自于蛮荒时代的金属。

每个高端 GPU 芯片都需要大量铜材料用于导热和电路连接，这不是可有可无的配角，而是决定芯片性能的关键因素。

就拿现在整个 AI 界最火的 H100 来说，每个 GPU 里面有 3273 颗锡球，每颗锡球对应至少 1-2 条铜导线，而且其核心芯片连接部分还需数千根基础导线。这里面断掉任何一根铜导线都可能导致这个 GPU 停止运行。

当芯片功耗从几十瓦飙升到上千瓦，传统的散热方案已经彻底失效，只能依靠铜材料将热量传导至设备外部。

英伟达 H100 芯片的热设计功耗已达 700W，而英伟达最新的 GB300 服务器单机柜功率密度最高可达 130kW，和一台中小型柴油发电机差不多。要带走这些热量，必须依靠大量的铜制散热组件。

GPU 制造只是冰山一角，真正的铜需求大户是数据中心的电网基础设施。

数据中心的铜消耗量正在以惊人的速度增长。根据施耐德电气的测算，1GW 数据中心用铜量约 6.58 万吨，2023 年全球数据中心装机规模为 7.1GW，总用铜量达 46.7 万吨，占全球铜消费量的 1.7%，预计到 2026 年将增长至 71 万吨。

但这仅仅是数据中心建设设备的用铜量，支撑算力运行的电网设施同样存在巨大的用铜需求，到 2026 年电网设施用铜量将达 62.4 万吨。

这并不是危言耸听，英伟达推出的 GB200 超级芯片使用铜缆连接方案，其机柜内部使用的电缆长度累计接近 2 英里。如果按照 H100 在 2024 年的出货量来参考，GB200 也出货 35 万到 40 万台，那么它所需要的铜足足能达到 3 万吨。

在高盛的报告中写到：到 2030 年，全球数据中心电力需求预计激增 160%，这意味着现有的电网基础设施需要大规模升级改造。

欧洲电网平均运行年限已达 50 年，北美电网超过 40 年，这些老化的电网不仅传输效率低下，难以承载日益增长的电力需求。在美国 13 个区域电力市场中，2024 年夏季已有 9 个出现电力临界紧张状况，到 2030 年，几乎所有市场都将因为导电材料，面临用电短缺。

2024 年，欧盟电网铜消费量约 75 万吨每年，北美约 40 万吨每年，中国约 570 万吨每年。瑞银预测，2024 到 2030 年欧盟与北美电网铜消费年均增长 3%，累计增量约 25 万吨。

电网升级为什么离不开铜？答案在于铜独特的物理特性。铜的导电效率是铝的 1.6 倍，电阻率极低，使用寿命可达 30 至 50 年，为铝制品的两倍以上。

在电力传输方面，铜的优势是不可替代的。高盛预测，到 2030 年，全球电网及电力基础设施建设将贡献 60% 的铜需求增长，这一增量相当于当前全球铜消费总量与美国年消费量之和。

高盛预计，铜价将在 2027 年达到每吨 10750 美元。国证有色金属行业指数强势上涨 2.21%，有色 ETF 基金上涨 2.41%，其中铜含量占比 28.66%，市场已经开始反映这一趋势。

铜矿开采和精炼产能增长是非常有限的，过去十年全球铜矿产量复合平均增长率约 2.1%。国际铜业研究组织（ICSG）在 2025 年 10 月下调了增长预期，2025 年全球铜矿产量预计仅增长 1.4%。

惠誉旗下 BMI 预测，未来十年全球铜矿产量年均增速，远低于新能源、AI 等领域催生的铜需求增长。其中最核心的原因在于优质铜矿资源减少，以智利矿山为例，铜采掘的平均品位从 2010 年的 1.6% 降至 2024 年的 1.1%。

那么铜的价格上涨几乎成为必然。

然而，铜价的上涨也在催生新的机遇。铝作为铜的重要替代品，正在迎来自己的高光时刻。虽然铝的导电性能不如铜，但在某些应用场景中，铝的成本优势和重量优势使其成为更好的选择。

在 GPU 散热领域，铝的应用已经相当广泛。GPU 散热器上那些密密麻麻的、用于和空气进行热交换的薄片几乎都是铝制的，它们的目的是在有限的体积内提供最大的散热表面积。而且 GPU 的外部结构支架或护罩通常由铝或镁铝合金制成，这是为了在保证强度的同时，尽可能减轻重量。

仍以英伟达 H100 为例，其散热器上的铝制鳍片阵列体积庞大，总重量估计在 300 克到 700 克之间。

数据中心服务器的散热系统同样大量使用铝材。按照一个机柜配置 80 个 GPU 计算，如果全部采用铜制散热器，散热系统总重量将达到 64-96 公斤。而采用铝制散热器后，总重量仅为 24-36 公斤，减重 40-60 公斤。

不仅降低了机柜结构的承重压力，还能在相同承重条件下部署更多服务器，提升数据中心的算力密度。更重要的是，铝制散热器的成本仅为铜制散热器的 40%-50%，在大规模部署时能够节省数百万元的投资。

在电力传输方面，铝缆的应用也在快速增长。铝缆广泛用于建筑物级别的大电流主干电力输送，例如从变电站到数据中心大楼，以及大楼内垂直和水平的主干电缆槽中的电缆。

虽然输送相同电力时铝缆需要比铜缆更粗的线径，但铝合金电缆的综合成本比铜电缆低约 20%，且重量只有铜的三分之一左。对于长距离、固定铺设的场景，铝缆的优势更加明显。

瑞银对此也持乐观态度，对今明两年的铝价预测分别上调 5% 和 2%。

全球铝产量持续增长，从 2018 年的 6416.6 万吨增长至 2023 年的 7058.1 万吨，年复合增速约 1.9%。2024 年全球电解铝产量预计达到 7225 万吨，较 2023 年增长 2.17%。

中国是全球铝产量第一大国。截至 2024 年底，中国累计原铝产量约 5.504 亿吨，占全球累计产量的 31.47%。2024 年中国原铝产量约 4400 万吨，再创历史新高，占世界当年铝总产量的 60.12%。

可是自 2017 年以来，中国启动电解铝行业供给侧改革，清理整顿违法违规产能，并设定了 4500 万吨的合规产能上限。截至 2024 年 11 月底，中国电解铝建成产能已达 4502 万吨，运行产能约 4394 万吨，产能利用率高达 97.74%，意味着中国电解铝产能几乎已无增长空间，未来产量增长只能依靠开工率的微幅提升来实现。

与中国形成鲜明对比的是，海外铝产能正在加速扩张。2024 年 1-10 月，海外电解铝产量达 2482 万吨，同比增长 1.4%。随着此前关停产能的复产以及新建项目的投产，预计 2025 年海外电解铝产量增速将加快。

从产量占比来看，截至 2024 年 10 月，中国电解铝产量占全球产量的约 60%，而海湾合作委员会国家和除中国外的其他亚洲国家产量占比分别为 8.6% 和 6.6%。

虽然 2025 年全球铝市虽然维持小幅过剩，但到 2026 年，这一格局将彻底反转。美国银行，铝产业将会出现约 29.2 万吨的供应缺口，而铝价有望在 2026 年四季度攀升至每吨 3000 美元。

不过铜和铝只是这场 AI 革命的序幕，真正的大市场在于冷却和水。数据中心不只是用电大户，同时也是产热大户。

随着 AI 芯片功耗的持续攀升，传统的风冷散热方案已经走到了物理极限。风冷散热的上限一般为 10kW 到 15kW 每机柜，个别系统能做到 20kW。但是面对现在这些 GPU，再强风冷系统也就那么回事。

功率密度的限制使得风冷无法满足高功耗芯片的散热需求，巨大的能耗问题导致 PUE（Power Usage Effectiveness 能量使用效率）值居高不下，大量的风扇和风道还占用了宝贵的空间。

更严重的是，随着 AI 芯片功耗的进一步攀升，进一步加剧了眼前的困境。

液冷技术的优势是压倒性的。水的导热系数约 0.6W/ ( m・K ) ，而空气约 0.024W/ ( m・K ) ，也就是说，水的热导率是空气的 25 倍。

再看单位体积吸热能力，水的比热容是 4.2kJ/ ( kg・K ) ，空气的比热容是 1.005kJ/ ( kg・K ) ，水的比热容是空气的 4.18 倍，密度是空气的 833 倍。两者乘积约为 3500 倍。实际工程中，因冷却液流动效率更高，单位体积散热能力还会进一步提升。

液冷可大幅降低数据中心能耗 20% 到 30% 以上，将 PUE 降低至 1.2 以下，甚至在浸没式液冷方案中可以达到 1.05。同时，液冷系统占空间更小，机房空间利用率可提升 30%，在寸土寸金的核心城市尤其重要。

市场对液冷技术的需求正在爆发式增长。2025 年全球液冷数据中心市场规模预计达 28.4 亿美元，同比增长 44.9%，到 2032 年有望突破 211.4 亿美元，复合增长率 33.2%。

目前主流的液冷技术包括冷板式、浸没式和喷淋式三大类。其中，冷板式液冷因改造成本低、兼容性强，占据当前液冷市场的主导地位。冷板式液冷通过液体与服务器发热部件间接接触的方式进行散热，将 PUE 控制在 1.25 以下。

就连英伟达也都在探索水冷板技术，他们正在推动一种叫做微通道水冷板（MLCP）的液冷方案。

因为要使用一种专用的冷却液，所以 MLCP 的单价大约是现有散热方案的 3 到 5 倍。但是单块 MLCP 可稳定应对 2kW 以上功耗，热流密度最高达 800W/cm ²，是热管技术的 4 倍左右。

因此，冷却液本身也是一个巨大的市场。根据 MarketsandMarkets 的预测，全球冷却液市场规模将从 2025 年的约 28 亿美元增长到 2032 年的 211 亿美元，复合年增长率高达 33.2%。

另一方面，受欧盟 PFAS ( 全氟和多氟烷基物质 ) 限制法规的影响，环保型冷却液正在快速崛起，这种生物基和碳氢化合物制成的冷却液，市场份额预计将以 18.4% 的复合年增长率增长。

液冷技术的发展不仅仅是技术的进步，更代表着整个产业链的重构。

这些增长不是概念，不是炒作，而是实实在在的物理需求。算力的增长必然带来电力消耗的增长，电力消耗的增长必然带来铜的需求，散热需求的增长必然带来铝和冷却液的需求。